Soğutma ihtiyacı yıl boyu süren, ama istenen sıcaklığı çok düşük olmayan uygulamalarda kışın dışarısı zaten soğutulacak ortamdan soğuktur. Serbest soğutma bu farkı kullanır: su ya da glikol, dış havayla soğutulan kanatlı bir bataryadan geçirilir; kompresör durur ya da yükü azalır. Harcanan enerji yalnızca fan ve pompadır; mekanik soğutmanın onda biri ile yirmide biri düzeyindedir. Kompresörlerin çalışma saati azaldığı için bakım gideri de düşer.
Chillerlerde serbest soğutma bataryası kondenserin önüne yerleştirilir. Dış hava, sistemden dönen suyun sıcaklığının 1–2 K altına indiğinde kısmi serbest soğutma başlar; batarya suyu ön soğutur, kalanını kompresör tamamlar. Dış hava, istenen su sıcaklığının 8–10 K altına indiğinde kompresörler tamamen durur. 15/20 °C su isteyen bir proseste bu, yılın büyük bölümü demektir; 7/12 °C’de saatler azalır. Geçiş otomatiktir; üç yollu valf ya da ayrı pompa suyu bataryaya yönlendirir.
En uygun alanlar plastik enjeksiyon ve makine soğutma, veri merkezleri, yıl boyu çalışan klima santralleri ve 10–15 °C’de tutulan işleme alanlarıdır. Depolamada benzer bir yöntem, soğan, patates, sarımsak gibi ürünlerin gece soğuk dış havayla havalandırılmasıdır: dış hava ürün sıcaklığından 2–3 K soğuk ve nemi uygun olduğunda kapaklar açılır, fanlar çalışır, mekanik soğutma yalnızca sıcak dönemde devreye girer. Dış hava sensörleri doğru yere konmazsa yanlış saatte ılık hava alınır.
Kazancı belirleyen, istenen sıcaklık ile yerin iklimidir; kışı uzun ve geceleri serin geçen karasal iklimli bölgeler elverişlidir. Hesap saatlik iklim verisiyle yapılır. Dışarıdaki bataryada donma riski olduğundan devrede glikol kullanılır ya da araya ısı değiştirici konur. Batarya, kompresör çalışırken kondensere ek hava direnci yaratır. Donmuş muhafaza ve 0 °C dolayındaki odalarda serbest soğutmanın payı çok küçüktür. Yatırım kararı, serbest soğutma saatlerinin yıllık toplamına bakılarak verilir.